كيف تتعلم الفيزياء؟ (مقال مترجم)

 كيف نتعلم الفيزياء

( جون بيز - August 20, 2018 ( John Baez 

هنالك خمس جوانب مهمة لبناء معرفتك بالفيزياء ألا وهي:

• الميكانيكا الكلاسيكية (Classical mechanics)

• الميكانيكا الاحصائية (Statistical mechanics)

• الكهرباء و المغناطيسية (Electromagnetism)

• النسبية الخاصة (Special relativity)

أضِف لها: ميكانيكا الكم (quantum mechanics)

فبمجرد أن تتعلم هذه المفاهيم بالترتيب المذكور فإنك ستكون مستعداً لتعلم أشهر نظريتين وجدتَ في علم الفيزياء :

• النسبية العامة (general relativity ) وهي التي قادت إلى نظرية الإنفجار الكبير في علم الكونيات

 • نظرية المجال الكمي (Quantum field theory )، وهي التي قادت إلى نظرية النموذج العياري في فيزياء الجسيمات بمجرد ان تتعلم كل ما سبق ، ستكون مستعداً لفهم و دراسة كل المحاولات القائمة لتوحيد النظريتين: (المجال الكمي) و(النسبية العامة)

إن بدا لك أن كل هذا كثير جداً ، حسناً .. أنت لست على خطأ، لكنك بالتأكيد ستستمتع! ستتعب بعض الأحيان لكنك ستحب ما ستكتشفه لاحقاً، و بما إنك ستقرأ الكثير من الكتب اذاً ربما من وقت الى اخر سترغب بأن تفهم التاريخ أو الماضي خلف فكرةً ما و هذا سيساعدك على إدراك ما يحدث و فهم "الصورة الشاملة ”

إليك بعض الكتب التاريخية في الفيزياء :

Emilio Segre, From Falling Bodies to Radio Waves: Classical Physicists and Their Discoveries, W. H. Freeman, New York, 1984.

 Emilio Segre, From X-Rays to Quarks: Modern Physicists and Their Discoveries, W. H. Freeman, San Francisco, 1980.

 Robert P. Crease and Charles C. Mann, The Second Creation: Makers of the Revolution in Twentieth-Century Physics, Rutgers University Press, New Brunswick, NJ, 1996.

 Abraham Pais, Inward Bound: of Matter and Forces in the Physical World, Clarendon Press, New York, 1986. (More technical.)

أما الآن إلیك بعض كتبنا المفضلة اللتي ستدخل في تفسیر ما علیك فعلاً فھمه، إنھا لیست كتبا "سهلة" ولكن نوصي بها:

M. S. Longair, Theoretical Concepts in Physics, Cambridge U. Press, Cambrdige, 1986. Richard Feynman, Robert B. Leighton and Matthew Sands, The Feynman Lectures on Physics, 3 volumes, Addison-Wesley, 1989. All three volumes are now free online.

Ian D. Lawrie, A Unified Grand Tour of Theoretical Physics, Adam Hilger, Bristol, 1990.

أما الآن كتب متخصصة في الجوانب الخمس التي ذكرناها في بداية المقال: 

الميكانيكا الكلاسيكية:

Herbert Goldstein, Charles Poole, and John Safko, Classical Mechanics, Addison Wesley, San Francisco, 2002.

أولاً، بعض الكتب عن المفاهيم العامة:

الميكانيكا الإحصائية:

 F. Reif, Fundamentals of Statistical and Thermal Physics, McGraw Hill, New York, .1965

الكهرباء و المغناطيسية:

John David Jackson, Classical Electrodynamics, Wiley, New York, 1975.

النسبية الخاصة:

Edwin F. Taylor, John A. Wheeler, Spacetime Physics: Introduction to Special Relativity, W. H. Freeman Press, 1992.

ميكانيكا الكم:

• Anthony Sudbery, Quantum Mechanics and the Particles of Nature: an Outline for Mathematicians, Cambridge University Press, Cambridge, 1986. (Not just for mathematicians!) • Claude Cohen-Tannoudji, Bernard Diu und Franck Laloë, Quantum Mechanics (2 volumes),

Wiley-Interscience, 1992. (I haven't actually read this, but it's widely respected for its systematic approach.)

كل ما سبق ذكره هو مكمل للمفاهيم العامة ، حيث تشمل جميع مواضيعها. بالاخص كتاب )Feynman's Lectures on Physics are incredibly valuable.(.

إن كنت قد اطلعت على كل ما سبق فإنك الآن ستكون مستعداً (للنسبية العامة) والتي تُطبق من قبل علم الكونيات ( و نظرية المجال الكمي ) و التي تُطبق من قبل فيزياء الجسيمات 

النسبية العامة - لفهم المادة بشكل مبدئي قبل الغوص في التفاصيل :

Kip S. Thorne, Black Holes and Time Warps: Einstein's Outrageous Legacy, W. W. Norton, New York, 1994.

 Robert M. Wald, Space, Time, and Gravity: the Theory of the Big Bang and Black Holes, University of Chicago Press, Chicago, 1977.

 Robert Geroch, General Relativity from A to B, University of Chicago Press, Chicago, 1978. النسبية العامة - بالتفاصيل:

 R. A. D'Inverno, Introducing Einstein's Relativity, Oxford University Press, Oxford, 1992.

J. B. Hartle, Gravity: An Introduction to Einstein's General Relativity, Addison-Wesley, NewYork, 2002.

 B. F. Schutz, A First Course in General Relativity, Cambridge University Press, Cambridge,1985

النسبية العامة - بعد الغوص بالتفاصيل:

 Charles W. Misner, Kip S. Thorne and John Archibald Wheeler, Gravitation, W. H. Freeman Press, San Francisco, 1973.

 Robert M. Wald, General Relativity, University of Chicago Press, Chicago, 1984.

علم الكونيات:

Edward R. Harrison, Cosmology, the Science of the Universe, Cambridge University Press, Cambridge, 1981.

M. Berry, Cosmology and Gravitation, Adam Hilger, Bristol, 1986.

 John A. Peacock, Cosmological Physics, Cambridge University Press, Cambridge, 1999.

(More technical.)

نظرية المجال الكمي - لفهم النظرية بشكل مبدئي:

Richard Feynman, QED: the Strange Theory of Light and Matter, Princeton University Press, Princeton, 1985.

نظرية المجال الكمي - بالتفاصيل:

 Michael E. Peskin and Daniel V. Schroeder, An Introduction to Quantum Field Theory, Addison-Wesley, New York, 1995. (The best modern textbook, in my opinion.)

 A. Zee, Quantum Field Theory in a Nutshell, Princeton University Press, Princeton, 2003. (Packed with wisdom told in a charmingly informal manner; not the best way to learn how to calculate stuff.)

Warren Siegel, Fields, available for free on the arXiv.

 Mark Srednicki, Quantum Field Theory, available free on his website. (It's good to snag free

textbooks while you can, if they're not on the arXiv!)

 Sidney Coleman, Physics 253: Quantum Field Theory, 1975-1976. (Not a book — it's a class!

You can download free videos of this course at Harvard, taught by a brash and witty young genius.)

بلاضافة لكتابين قديمين كلاسيكيين حيث يقومان بتغطية أمور لم يقم كلا ً من بسكين وشرودر بتغطيتها :

James D. Bjorken and Sidney D. Drell, Relativistic Quantum Mechanics, New York, McGraw-Hill, 1964.

 James D. Bjorken and Sidney D. Drell, Relativistic Quantum Fields, New York, McGraw- Hill, 1965.

نظرية المجال الكمي - بعد الغوص بالتفاصيل:

 Sidney Coleman, Aspects of Symmetry, Cambridge U. Press, 1989. (A joy to read.)

Rudolf Haag, Local Quantum Physics: Fields, Particles, Algebras, Springer, 1992.

و إن احتجت أن تفهمها بطريقة رياضية يمكنك قراءة التالي:

Robin Ticciati, Quantum Field Theory for Mathematicians, Cambridge University Press, Cambridge, 1999.

 Richard Borcherds and Alex Barnard, Lectures On Quantum Field Theory.

فيزياء الجسيمات :

 Kerson Huang, Quarks, Leptons & Gauge Fields, World Scientific, Singapore, 1982.

 L. B. Okun, Leptons and Quarks, translated from Russian by V. I. Kisin, North-Holland,

1982. (Huang's book is better on mathematical aspects of gauge theory and topology; Okun's

book is better on what we actually observe particles to do.)

T. D. Lee, Particle Physics and Introduction to Field Theory, Harwood, 1981.

K. Grotz and H. V. Klapdor, The Weak Interaction in Nuclear, Particle, and Astrophysics,

Hilger, Bristol, 1990.

و بينما أنت تغوص في فهمك للنسبية العامة و نظرية المجال الكمي ، خذ استراحة لبعض الوقت و اطلع على هذا الكتاب، إنه كتاب جميل يقودك في جولة في عالم الفيزياء و الرياضيات:

Roger Penrose, The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe, Knopf, New

York, 2005.

أیضاً لديك كتب أخرى في مجالات متقدمة أكثر مثل:

 تفسير ميكانيكا الكم

 Roland Omnes, Interpretation of Quantum Mechanics, Princeton U. Press, Princeton, 1994.

إن تفسير ميكانيكا الكم مهم جداً، اذ ستكون هذه معالجة مهمة و ضرورية لقضية مثيرة للجدل. احذرك! لتفهم ميكانيكا الكم عليك أن تعرف كيف تحل مسائلها. لن تفهم أي شيء من النظرية مالم تعرف كيف تستخدمها .

الأساسيات الرياضية لفيزياء الكم:

 Josef M. Jauch, Foundations of Quantum Mechanics, Addison-Wesley, 1968. (Very thoughtful and literate. Get a taste of quantum logic.)

 George Mackey, The Mathematical Foundations of Quantum Mechanics, Dover, New York, 1963. (Especially good for mathematicians who only know a little physics.)



Loop quantum gravity and spin foams الثقالة الكمومية الحلقية والرغاوي الكمومیة

 Carlo Rovelli, Quantum Gravity, Cambridge University Press, Cambridge, 2004.

نظرية الأوتار:

 Barton Zwiebach, A First Course in String Theory, Cambridge U. Press, Cambridge, 2004. (The best easy introduction.)

Katrin Becker, Melanie Becker and John H. Schwartz, String Theory and M-Theory: A Modern Introduction, Cambridge U. Press, Cambridge, 2007. (A more detailed introduction.)

Michael B. Green, John H. Schwarz and Edward Witten, Superstring Theory (2 volumes), Cambridge U. Press, Cambridge, 1987. (The old testament.)

 Joseph Polchinski, String Theory (2 volumes), Cambridge U. Press, Cambridge, 1998. (The new testament — he's got branes.)

المصدر: مقال (جون بيز ، اغسطس٢٠، ٢٠١٨ )

رابط المقالة المترجمة

https://math.ucr.edu/home/baez/books.html

ترجمة : منتهى الشمري 

تدقيق : طيبة الدوسري